本篇將會講屏的結構和基本工作原理，屏基本分為LCD屏和OLED 屏，二者的發光原理不同，但在結構上有一定的相似性。

而在講屏的結構前，首先要了解光。光是一種電磁波，在沿直線的傳播方向上，光波垂直振動著，并在振動平面上以隨機均勻分布的方向振動。

如果光波的振動方向固定，那么這樣的光稱為線偏振光，振動方向稱為偏振方向，偏正方向與光波的傳播方向形成偏正面。液晶顯示器，是通過控制光通過液晶盒后的偏振狀態，從而控制透過的光以及狀態來達到顯示效果的。

因此，通常LCD的構造，可以簡單分為前后偏振片、前后玻璃片、液晶層、背光源系統等，如下圖。前后偏振片用來選擇出入的光波，前后玻璃片用來承載各式材料，液晶層則是用來調色的，由于液晶本身不能發光，因此需要背光源來照射，最后五彩繽紛的光就顯示出來了。

OLED則不同，它具有自發光的特性，因此不需要背光源。構造為在TFT基板上蒸鍍在通電下可以自發光的RGB三色有機膜層。通過TFT基板控制電流大小，即可控制RGB有機膜層的發光亮暗，從而混合出顯示所需的顏色。

液晶面板

一塊LCD屏的組成，可分為兩部分：液晶面板和背光板。液晶面板（液晶盒）包括偏振片、玻璃基板、彩色濾色膜、電極、液晶及定向層。背光模組由冷陰極熒光燈（CCFL）、導光板（光波導）、擴散板和棱鏡片組成，其作用是件光源均勻地傳送到液晶面板。

偏光片的全稱是偏振光片，液晶顯示器的成像必須依靠偏振光，所有的液晶都有前后兩片偏振光片緊貼在液晶玻璃，組成總厚度1mm左右的液晶片。液晶屏中的偏光片分為上偏光片和下偏光片，上下兩偏光片相互垂直。其作用就像是柵欄一般，會阻隔掉與柵欄垂直的光波分量，只準許與柵欄平行的光波分量通過。

液晶玻璃基板是液晶平板顯示器的重要組成部分，其厚度主要為0.7 mm及0.5m m，且即將邁入更薄（如0.4mm）厚度之制程。這是一種表面極其平整的浮法生產薄玻璃片，表面蒸鍍有一層In2O3或SnO2透明導電層即ITO膜層，經光刻加工制成透明導電圖形。這些圖形由像素圖形和外引線圖形組成。因此，外引線不能進行傳統的錫焊，只能通過導電橡膠條或導電膠帶等進行連接。如果劃傷、割斷或腐蝕，則會造成器件報廢。

玻璃基板分上玻璃基板和下玻璃基板，主要用于夾住液晶。對于TFT-LCD，下層玻璃長有薄膜晶體管（Thin film transistor，TFT），上層玻璃則貼有彩色濾光膜。彩色濾色膜：產生紅、綠、藍三種基色光。

液晶材料是小分子有機化合物，它是液晶顯示的主體。液晶材料一般是由幾種到十幾種的單體液晶材料構成，每種材料又各自固定的清涼點TL和結晶點Ts。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存在Ts-TL之間的一定溫度范圍內。通過電壓控制，液晶分子會發生轉向，進而改變光線射入后的偏振方向。液晶材料是整個液晶屏中的最上游，技術難度最大。

簡單的說，TFT LCD液晶屏的基本結構為兩片玻璃基板中間夾一層液晶。前端LCD面板貼上彩色濾光片﹐后端TFT面板上制作薄膜晶體管（TFT）。當施加電壓于晶體管時﹐液晶轉向﹐光線穿過液晶后在前端面板上產生一個畫素。背光模塊位于TFT-Array面板之后負責提供光源。彩色濾光片給予每一個畫素特定的顏色。結合每一個不同顏色的畫素所呈現出的就是面板前端的影像。

OLED層級結構少，相對LCD去掉了背光板、增光片、部分偏光片結構；OLED使用的有機發光材料比LCD的多層發光結構的可塑性高，且作為OLED器件支撐功能的襯底可選取更為柔性的塑料材質，器件整體柔性好。

背光模組的“得與失”

背光是一種照明的形式，常被用于LCD顯示上。背光式和前光式不同之處在于背光是從側邊或是背后照射，其光源可能是白熾燈泡、電光面板(ELP)、發光二極管(LED)、冷陰極管(CCFL)等。電光面板提供整個表面均勻的光，而其他的背光模組則使用散光器從不均勻的光源中來提供均勻的光線。

液晶分子本身不會發光，而人眼能夠看到物體，是因為眼球接收到了光源發射出的光線。目前業內主流的液晶背光技術包括發光二極管(LED)或冷陰極燈管(CCFL)，也稱為光源(Source)。

LED背光主要有三種類型，直下式背光（top view），側入式背光（side view）和量子點背光。直下式的特點在于畫質細膩，背光源可設置區域，也就是說所謂的“局部控光”技術，從而針對不同的顏色實現單獨處理，直下式背光源的厚度由燈箱底部和散射板的距離決定，通常厚度越厚，背光源的光均勻性就越好。

側入式背光是在液晶面板四周架設LED燈泡，照射到導光板后實現液晶屏照明。后度較薄，無法實現局部控光，顏色表現方面不及直下式那么出色。量子點背光的特色在于使用了納米晶體材質代替LED光源，實現更純凈、顏色還原更逼真的背光色彩，效果接近OLED。

OLED是一種電流注入型發光顯示器件，施加電力之后就能發光。OLED是一種固態半導體設備，其厚度為100-500納米，其構成有基層、陽極、有機層、導電層、發射層、陰極，其中基層（透明塑料，玻璃，金屬箔）——基層用來支撐整個OLED。

陽極在電流流過設備時消除電子（增加電子“空穴”），陰極（可以是透明的，也可以不透明，視OLED類型而定）當設備內有電流流通時，陰極會將電子注入電路。導電層由有機塑料分子構成，這些分子傳輸由陽極而來的“空穴”。可采用聚苯胺作為OLED的導電聚合物。發射層由有機塑料分子（不同于導電層）構成，這些分子傳輸從陰極而來的電子；發光過程在這一層進行。可采用聚芴作為發射層聚合物。

正是基于此，OLED不需要背光層，且由于可以像素級控制，OLED屏具有高度可折疊能力，以及更高清的顯示。

主動/被動矩陣式驅動

有了以上兩項技術，液晶顯示還差一個驅動。顯示屏是由成千上萬個像素點構成，而為了實現彩色效果，每一個像素又需要三原色紅藍綠來調和。

通過控制RGB三個像素不同的亮度， 讓每一個像素顯示出一種顏色，然后控制單個像素點實時以一定的頻率刷新，最后才能顯示出連貫的動態畫面。而要完成這些工作，則要依靠驅動IC、控制IC來完成。

TFT（Thin Film Transistor）是薄膜晶體管（矩陣）——可以“主動的”對屏幕上的各個獨立的像素進行控制，這也就是所謂的主動矩陣TFT（active matrix TFT）的來歷。

它具有晶體管的“有源性（開關、放大）”和“薄膜”的“薄”的雙重特性，與平板顯示屏（例如LCD、OLED等）組合，構成當今的平板電視（TFT－LCD、TFT－OLED），TFT是其中關鍵核心部件之一。

LCD最常用的兩種驅動方式，便是主動矩陣式和被動矩陣式。對所有的像素同時持續的給出影像信號的驅動方式，稱為靜態驅動方式，或是直接驅動方式。

而對于將像素分成幾群（幅時間內），每個群依序給予訊號的驅動方式，則為動態驅動方式或多重驅動方式。在像素數較少的顯示器下，雖可用靜態驅動，若是像素數太多，則全部像素的電極必須施予獨立配線，靜態驅動方式就無法了。

TFT-LCD是有源（主動）驅動顯示，而傳統的TN/S TN-LCD是無源驅動。無源（被動）驅動顯示OLED或LCD通常只能同時顯示200行以下，因此要顯示更多的行數以達到高清晰度，就要采用有源（主動）驅動顯示方式，即TFT-LCD、AMOLED。有源（主動）驅動顯示方式包含TFT制作技術。

OLED根據有機發光顯示器的驅動方式，分被動式(Passive Matrix, PMOLED)和主動式(Active Matrix, AMOLED)，而主動式也是利用了TFT搭配電容控制亮度灰階表現。

在主動驅動方式下，OLED并不需要驅動到非常高的亮度，因此可達到較佳的壽命表現，也可以達成高解析度的需求。OLED結合TFT的技術可實現主動式驅動OLED，可符合對目前顯示器市場上對于畫面播放的流暢度，以及解析度越來越高要求，充分展現OLED上述之優越的特性。

以上，就是屏的基本組成以及工作原理。在屏的整個構成中，技術壁壘等級依次為液晶、玻璃基板、驅動IC等，尤其是玻璃基板還涉及到工藝難度等。《高工智能汽車》將會繼續進行剖析。